I biologi er reproduksjon en biologisk prosess som tillater produksjon av nye organismer av en art fra eksisterende individer av den arten . Sammen med ernæring er det en av de viktigste funksjonene som deles av alle levende organismer, og i henhold til en finalistisk visjon, sikres kontinuiteten til arten som uten reproduksjon dør og blir utryddet , men artens overlevelse er en foreldet vitenskapelig konsept.
Reproduksjon kan kobles med et system for spredning i rommet . Dette er systemer som gjør det mulig å kolonisere nye biotoper , og øke sjansene for at arter overlever.
For noen forfattere bør begrepet reproduksjon være forbeholdt seksuell reproduksjon . I litteraturen dekker imidlertid begrepet generelt seksuell reproduksjon og vegetativ multiplikasjon, ofte kalt aseksuell reproduksjon .
Reproduksjon, ofte ansett som åpenbar i levende ting, reiser faktisk flere evolusjonære spørsmål. Den relative hyppigheten av seksuelle og aseksuelle reproduksjonshendelser varierer etter art. Biologer observerer faktisk et kontinuum mellom eksklusiv seksuell reproduksjon og eksklusiv aseksuell reproduksjon, med alle mulige mellomledd.
Med variasjoner avhengig av kontekst, individer , populasjoner og arter (av fauna , flora , sopp eller bakterier ), er det en reproduksjonskostnad som omtrent tilsvarer de ressursene, spesielt energien, som individet eller arten tildeler reproduksjonen. Disse kostnadene ser ut til å spille en viktig rolle i naturlige seleksjonsprosesser , som for eksempel kan analyseres i henhold til en kostnads / nytte-modell. I noen tilfeller dør voksne på en måte "til fordel for sine avkom etter å ha produsert et stort antall egg ( laks etter gyting for eksempel). I andre tilfeller, for eksempel store pattedyr, produserer voksne få unger, men legger mye energi i å oppdra og beskytte dem, i det minste i de tidlige stadiene av livet.
Den seksuell reproduksjon er sikret ved impregneringen , dvs. ved sammensmelting av gameter mannlige og kvinnelige gi en egg (eller zygote ). Denne ikke-identiske reproduksjonen tillater vedlikehold av genetisk mangfold i populasjoner , fordi det sikrer genetisk blanding .
Den aseksuelle reproduksjonen (også kalt aseksuell eller vegetativ reproduksjon ) betyr alle andre formeringsmidler som ikke griper inn eller kjønnsceller eller befruktning. I dette tilfellet er det bare mitose som sikrer overføring av genetisk informasjon til nye celler: det er en naturlig kloningsprosess . Avkomene som følge av denne reproduksjonen er imidlertid ikke identiske med deres stamfar, da mutasjoner kan overføres av reproduktive celler fra en generasjon til en annen og akkumuleres over tid, noe som også tillater stor variasjon.
Reproduksjon presenteres ofte som den måten individer sikrer " artens overlevelse" , dens flerårighet eller kontinuitet, men dette er en misforståelse av Lamarckian- innflytelse . Biologer blir mer og mer ledet til å tenke at individer ikke er et mål i seg selv, at de ikke reproduserer for å sikre bærekraften til deres art, men tvert imot at de "er gjenstander oppfunnet av gener. Å reprodusere" fordi det eneste som vedvarer og utvikler seg over tid er genetisk informasjon .
Denne reproduksjonen refererer til møtet med individer av forskjellige seksuelle typer (mann og kvinne, MATa og MATα, + og -) eller bare celler av forskjellige typer. Det involverer ikke nødvendigvis parring eller kopiering, fordi immobile organismer som planter, sopp, blåskjell, også er i stand til å reprodusere. Reproduksjon deles bare av eukaryote arter , som tillater genetisk blanding i dem .
I den samme arten har individer nesten like mange gener (for eksempel 35 000 hos mennesker). På den annen side er ikke versjonene av disse genene ( allelene ) de samme. Dette er grunnen til at hver enkelt er forskjellig. I eukaryote arter er reproduksjon en mulighet til å blande eller blande disse allelene mellom to individer, vanligvis av motsatt kjønn. Dette produserer en ny kombinasjon av alleler, derfor et nytt genom. Dette gjør at populasjoner kan utvikle seg , og hvis miljøet endres (klimaoppvarming, ny parasitt osv.), Kan disse nye kombinasjonene favoriseres av naturlig utvalg .
Ved hver generasjon eller reproduksjonssyklus finner vi de samme stadiene på mobilnivå:
“Derfor kan man lure på under hvilke forhold sex skaper mer fordelaktige genotyper enn det ødelegger. Videre, i noen tilfeller, etablering av gunstige genotyper kan være ledsaget av en kostnad ( byrden av rekombinasjon og av segregering ) " .
Vi kan imidlertid merke at:
Reproduksjon som involverer meiose og befruktning reproduserer ikke foreldrenes genetiske arv identisk. Et barn har ikke kombinasjonene av alleler som faren eller moren har, men en blanding av de to.
Seksuell reproduksjon tillater faktisk overføring av gener fra en generasjon til en annen, men ved å indusere genetisk variasjon. Det er genetisk blanding som gjør at genetisk informasjon kan utvikle seg (viktig på lang sikt for å la arter tilpasse seg ved å velge miljø i henhold til Darwins evolusjonære visjon ).
Det er to typer reproduksjon i pinneinsektet :
De fleste artene kjenner imidlertid til disse to former for reproduksjon.
Hermafrodisme i sneglenDen sneglen er en hermafroditt arter , det er, er det både mannlige og kvinnelige. Den har både mannlige og kvinnelige kjønnsorganer, men de mannlige organene modnes først. Den kan ikke selvgjødsle, befruktning må krysses: hver reprodusent gjødsler sine kvinnelige kjønnsceller med de mannlige kjønnscellene til sin partner.
Under de amorøse forspillene titillerer de to sneglene hverandres antenner og stikker hverandre med fine kalksteinspil for å aktivere utskillelsen av sæd . Imidlertid sender noen eksemplarer for mange slag, noe som er skadelig for partnerens helse og fruktbarhet .
Parring varer mellom åtte og tolv timer. Rundt ti dager senere la de to foreldrene sine egne egg etter å ha gravd hull i løs jord.
Reproduksjon sikrer overlevelse av arter over tid. Dessuten vil visse hendelser eller miljøfaktorer som påvirker reproduksjon ha innvirkning på populasjonenes dynamikk og vedlikehold. Arten vil noen ganger til og med vedta reproduksjonsstrategier for å optimalisere okkupasjonen av et miljø.
Ettersom artens overlevelse hele tiden må sikres, i møte med forskjellige miljøer, har evolusjon valgt en rekke forskjellige strategier. Her er de to ekstreme beskrivelsene:
For eksempel, hos virveldyr , har elgen en K-strategi: få etterkommere, diende ... På den annen side er frosken preget av en R-strategi: mange etterkommere og dødelighet, ingen omsorg for de unge.
Reproduksjon av en art kan avhenge av variasjoner i populasjonen til en annen art. Dette er tilfelle med snøugler og lemminger.
De lemen spiller viktige økologiske roller i økosystemet Bylot Island . De er hovedbyttet til flere rovdyr som Snowy Owl. De påvirker også tundravegetasjonen ved å spre frø og ødelegge planter med intens beite. Befolkningen av lemminger utvikler seg på en syklisk måte. Hvis forholdene er gode, kan lemminger reprodusere seg og ha flere kull per år. Dermed øker bestanden deres til det ikke lenger er nok planter til å støtte alle individer i befolkningen. På dette tidspunktet avtar befolkningen, vegetasjonen regenererer seg og syklusen gjenopptas. På Bylot Island er tidsintervallet mellom to topper av overflod i lemenpopulasjonen 3 til 4 år.
Snowy Owl er et rovdyr som kan finnes regelmessig på Bylot Island. Snowy Owl lever hovedsakelig i gresskledde og åpne områder av den arktiske tundraen og lever hovedsakelig av små pattedyr som lemminger. Selv om Snowy Owl er anerkjent som en trekkfugl, er trekkbevegelsene svært uforutsigbare, påvirket av svingninger i overflod av dens viktigste byttedyr, lemming.
Uglen tilpasser seg variasjoner av Lemmings. Fordi snøuglen har vanskeligheter med å jakte på andre arktiske pattedyr, som den arktiske haren ( Lepus arcticus ), blir reproduksjonen i stor grad påvirket av svingende lemenpopulasjoner. Hunnen legger et egg annenhver dag, så kyllingene klekkes med samme intervall. Reiret inneholder derfor unger av veldig forskjellige størrelser. Hvis mengden byttedyr ikke tillater å mate alle kyllingene, kan ikke den yngste og den minste konkurrere med de eldste og ende opp med å sulte. I tider med overflod av mat legger en hunnugle opp til tolv egg, sammenlignet med bare fire når byttedyr er lite. Når det er for lite mat, legger uglene ikke egg i det hele tatt, og i dette tilfellet bygger hunnene ikke engang et rede.
Siden 1946, bruk av insektmidler laget av organochlorines som DDT , aldrin og dieldrin har nådd vandrefalk .
De forårsaket forstyrrelser i reproduksjonen av disse, noe som førte til et fall i antall egg som ble lagt av vandrefalk, og en endring i tykkelsen på eggeskallet som begynte å vokse. Reduseres siden 1953, så stabiliseres det til 1964 og deretter øke til 1990 da tykkelsen på skallet gjenopptok sitt normale utseende og tykkelse.
Disse insektmidlene øker også andelen babyhauker som dør av kontakt med disse produktene i veldig ung alder.
Etter å ha tilbrakt flere år på sjøen, kommer voksen laks tilbake til sine opprinnelige elver for å reprodusere: de er derfor trekkfisk. De blir født i ferskvann, blir med i havet for å vokse opp og kommer tilbake til elva for å reprodusere.
Utryddelsen av atlantisk laks fremhever den skadelige effekten av dammer. Enhver fysisk hindring i et vassdrag kan mer eller mindre alvorlig forstyrre fiskens bevegelser, spesielt de mot avlsområder.
Fra midten av 1990-tallet ble demningene bygget med opprettelse eller forbedring av krysseinnretninger (fiskepass).
Hos mange arter, dyr eller planter, er voksne organismer (i stand til å reprodusere) immobile: planter, sopp, østers , koraller ... Reproduksjonssystemene blir deretter koblet til spredning av unge organismer:
Siden disse unge strukturene er små og lette, er transporten passiv. Det er gitt av vind, vannstrømmer, eller til og med takket være andre arter.
Enten for seksuell reproduksjon eller vegetativ forplantning, arvelighet er bare mulig hvis bæreren av genetisk informasjon ( DNA ) dupliseres og overføres til den nye organismen. Dette er mulig i alle tilfeller takket være DNA-replikasjon , som vanligvis går foran enhver celledeling som mitose eller meiose . Modusen for DNA-replikering er universell i den levende verden: den er den semi-konservative modusen.
Produktet av vellykket reproduksjon hører kanskje ikke til samme art, stricto sensu. Visse arter som er differensiert for "kort tid" i evolusjonær skala, forblir nært nok til at seksuell forplantning forblir mulig, selv om produktet ( hybrid ) sjelden er fruktbart . Saken er velkjent:
Fenomenet kan til og med ta en spektakulær utvidelse, med viktige variasjoner i den genetiske strukturen (viktig modifikasjon i antall og strukturen til kromosomene) og formen og egenskapene til hybrid: